04. La pressione dell'aria
Questi semplici esperimenti servono per "sentire" la pressione dell'aria. I materiali sono comuni ed economici, per cui il lavoro può essere svolto individualmente o a piccoli gruppi.
Materiale necessario per ogni studente (o gruppo):
Due cannucce
Un bicchiere di plastica pieno di acqua
Una bottiglia di plastica trasparente da 1 litro
Una bottiglia di plastica trasparente da 1 litro, con un piccolo foro sulla base
2 palloncini di gomma
una puntina da disegno per forare una cannuccia
un righello o una stecca sottile di legno
una pagina di giornale
Esperimento 1. Perché riusciamo a bere dalla cannuccia?
Mettere una cannuccia in un bicchiere pieno di acqua.
Tenete una seconda cannuccia fuori dal bicchiere, come mostrato.
Provare a succhiare l'acqua attraverso le due cannucce.
Fate ora un piccolo foro con la puntina in una delle cannucce a circa 3 cm dal bordo
Lo studente si accorgerà dell'impossibilità di bere se una delle cannucce è al di fuori del bicchiere.
Se si aspira da entrambe le cannucce è difficile mantener nella bocca una pressione sufficientemente bassa da causare la risalita dell'acqua, perché l'aria entra dalla bocca attraverso la seconda cannuccia. Affinché l'acqua risalga la cannuccia fino alla bocca, la pressione esterna (pressione atmosferica sulla superficie dell'acqua nel bicchiere) deve essere maggiore della pressione all'interno della bocca. Questo significa che non importa quanto tu possa aspirare, la cannuccia non funziona se l'aria può entrare in bocca attraverso una seconda cannuccia.
Un effetto simile si ottiene facendo un piccolo foro in una cannuccia a circa 3 cm dall'estremità superiore e cercando di bere mettendo questa cannuccia nel bicchiere pieno di acqua.
Si può procedere nell'esplorazione cercando di capire quanto può essere lunga una cannuccia (unendone insieme più di una) per consentirci comunque di bere.
Esperimento 2 - Un palloncino in bottiglia
Posizionare un palloncino all'interno di ogni bottiglia; allargare il collo del palloncino sopra il bordo superiore della bottiglia.
Provare a gonfiare il palloncino. Fare un piccolo foro alla base della bottiglia e ripetere la prova.
L'aria uscirà dalla bottiglia attraverso il forellino alla base. Sigillando rapidamente il foro con il pollice, si osserva che il pallone resta gonfiato.
Permettendo all'aria di entrare lentamente nella bottiglia dal forellino, il palloncino si sgonfierà al vostro comando.
Discutere perché non è possibile gonfiare il palloncino senza il foro nella bottiglia e perché il palloncino rimane gonfio quando il foro nella bottiglia è coperto. Incoraggiare gli studenti di utilizzare il concetto di differenze di pressione nelle loro risposte.
Continuate l'esplorazione, osservando che:
1) sia chiudere la bottiglia con un tappo sia sigillare con del nastro adesivo il foro alla base ha come effetto che il palloncino resta gonfio;
2) Aspirare aria attraverso il foro sul fondo della bottiglia fa gonfiare il palloncino.
Esperimento 3. Rompete le righe
Esercizio: calcolare la massa dell'aria sopra il foglio di giornale.
TED-lesson: How heavy is air?, con questionario finale
Lab3. Toccare l'aria
Lab5. Scoprire l'aria calda